时间:2022-04-10 06:28:08
序论:速发表网结合其深厚的文秘经验,特别为您筛选了11篇电力系统自动化范文。如果您需要更多原创资料,欢迎随时与我们的客服老师联系,希望您能从中汲取灵感和知识!
1 电力系统自动化总的发展趋势
1.1 当今电力系统的自动控制技术正趋向于。
①在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。
②在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。
③在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。
④在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。
⑤在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。
1.2 整个电力系统自动化的发展则趋向于:
①由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。
②由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。
③由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。
④由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。
⑤装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。
⑥追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。
⑦由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如MIS(管理信息系统)在电力系统中的应用。
近20年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和电力装备及电力电子(Power System Equiqments and Power Electronics)的统一体,简称为“CCCP”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。
2 具有变革性重要影响的三项新技术
2.1 电力系统的智能控制。电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有:
①电力系统是一个具有强非线性的、变参数(包含多种随机和不确定因素的、多种运行方式和故障方式并存)的动态大系统。
②具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的鲁棒性要求。
③不仅需要本地不同控制器间协调,也需要异地不同控制器间协调控制。
智能控制是当今控制理论发展的新的阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题;特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。
智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景,其具体应用有快关汽门的人工神经网络适应控制,基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构,多机系统中的ASVG(新型静止无功发生器)的自学习功能等。
2.2 FACTS和DFACTS。
2.2.1 FACTS概念的提出。在电力系统的发展迫切需要先进的输配电技术来提高电压质量和系统稳定性的时候,一种改变传统输电能力的新技术――柔流输电系统(FACTS)技术悄然兴起。
所谓“柔流输电系统”技术又称“灵活交流输电系统”技术简称FACTS,就是在输电系统的重要部位,采用具有单独或综合功能的电力电子装置,对输电系统的主要参数(如电压、相位差、电抗等)进行调整控制,使输电更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。这是一种将电力电子技术、微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统,以提高系统可靠性、可控性、运行性能和电能质量,并可获取大量节电效益的新型综合技术。
2.2.2 FACTS的核心装置之一――ASVC的研究现状。各种FACTS装置的共同特点是:基于大功率电力电子器件的快速开关作用和所组成逆变器的逆变作用。ASVC是包含了FACTS装置的各种核心技术且结构比较简单的一种新型静止无功发生器。
ASVC由二相逆变器和并联电容器构成,其输出的三相交流电压与所接电网的三相电压同步。它不仅可校正稳态运行电压,而且可以在故障后的恢复期间稳定电压,因此对电网电压的控制能力很强。与旋转同步调相机相比,ASVC的调节范围大,反应速度快,不会发生响应迟缓,没有转动设备的机械惯性、机械损耗和旋转噪声,并且因为ASVC是一种固态装置,所以能响应网络中的暂态也能响应稳态变化,因此其控制能力大大优于同步调相机。
2.2.3 DFACTS的研究态势。随着高科技产业和信息化的发展,电力用户对供电质量和可靠性越来越敏感,电器设备的正常运行甚至使用寿命也与之越来越息息相关。可以说,信息时代对电能质量提出了越来越高的要求。
DFACTS是指应用于配电系统中的灵活交流技术,它是Hingorani于1988年针对配电网中供电质量提出的新概念。其主要内容是:对供电质量的各种问题采用综合的解决办法,在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制器。
2.3 基于GPS统一时钟的新一代EMS和动态安全监控系统。
2.3.1 基于GPS统一时钟的新一代EMS。目前应用的电力系统监测手段主要有侧重于记录电磁暂态过程的各种故障录波仪和侧重于系统稳态运行情况的监视控制与数据采集(SCADA)系统。前者记录数据冗余,记录时间较短,不同记录仪之间缺乏通信,使得对于系统整体动态特性分析困难;后者数据刷新间隔较长,只能用于分析系统的稳态特性。两者还具有一个共同的不足,即不同地点之间缺乏准确的共同时间标记,记录数据只是局部有效,难以用于对全系统动态行为的分析。
一、自动化控制技术分析
分层分布式自动化系统从软硬件上分层分级考虑了变电站的控制与防误操作,提高了变电站的可控性及控制与操作的可靠性。综合自动化站可采用远方、当地、就地3级控制,而常规站只能通过控制屏KK把手控制;常规站电气联锁设计联系复杂,在实际使用中,设备提供的接点有限且各电压等级间的联系很不方便,使得闭锁回路的设计出现多余闭锁及闭锁不到的情况。综合自动化站可方便地实现多级操作闭锁,可靠性高。
1.常规站,人是整个监控系统的核心,人的感官对信息的接受不可避免地存在误差,其结果就会导致错误的判断和处理。人接受信息的速度有一定限制,对于变化快的信息,有时来不及反应,可能导致不正确的处理。而且个人的文化水平、工作经验、责任心等因素都会影响信息的处理,可以说常规站人处理信息的准确性和可靠性是不高的。运行的实践证明,值班人员的误判断、误处理常有发生。综合自动化站的核心为系统监控主机,用成熟可靠的计算机系统实现整个变电站的控制与操作、数据采集与处理、运行监视、事件记录等功能,可靠性高且功能齐全。
2.变电站自动化系统简化了变电站的运行操作,可方便地实现各种类型步骤复杂的顺控操作,且操作安全快速,对于全控的变电站,线路的倒闸操作几分钟便可完成;而常规站实现同样的操作往往需要几个小时,且仍存在误操作的隐患。
3.常规变电站控制一般采用强电一对一的控制方式,信息及控制命令都是通过控制电缆传输。计算机监控系统控制命令的传输由模拟式变成数字指令,提高了信息传输的准确性和可靠性。特别是分层分布式自动化系统,各保护小间与主控室之间采用光缆传输,提高了信息传输回路的抗电磁干扰能力。分散式布置,控制电缆长度大为缩减,在相同控制电缆截面时,断路器控制回路的电压降减少,有利于断路器的准确动作。规划院最近将全国5个500 kV站作为综合自动化的试点,也从侧面反应电力系统业内人士对自动化监控系统可靠性的认同。
二、我国电力系统综合自动化的发展方向
我国电力系统综合自动化的发展方向就是全面建立DMS系统,通过DMS系统,一,可以提高电气综合管理水平,适应现代电力系统技术发展的需要;二,使电气设备保护控制得到优化,消除大面积停电故障,提高供电系统的可靠性;三,能够建立快速电气事故处理机制,使故障停电时间减到最短,对生产装置的影响也可以大大降低;管理人员可以随时掌握整个电力系统运行情况以及电流。电压、电量、功率等各种运行参数,实现电力平衡、负荷监控、精确计量和节约用电等多种功能;四,改变了现行的运行操作及变电值班模式,实现了真正意义的无人值守变电站管理方式,达到大幅度减员增效的目的。
三、对电力系统综合自动化的几点思考
电力系统综合自动化是一个集传统技术改造与现代技术进步于一体的技术总体推进过程。虽然,当前电力系统的综合自动化已经进入以计算机技术和监控技术开发为主要标志内的阶段,但对于我国这样一个电力需求大、电网建设复杂而电力系统综合自动化改革开始较晚的国家来说,在追赶先进技术的同时,还必须要注重对传统技术和设备的改进,只有这样才能保证电力系统综合自动化的早日全面实现。
四、具有变革性重要影响的新技术
1.电力系统的智能控制
电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有:
(1)电力系统是一个具有强非线性的、变参数(包含多种随机和不确定因素的、多种运行方式和故障方式并存)的动态大系统。
(2)具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的鲁棒性要求。
(3)不仅需要本地不同控制器间协调,也需要异地不同控制器间协调控制。
智能控制是当今控制理论发展的新的阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题;特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。
智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景,其具体应用有快关汽门的人工神经网络适应控制,基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构,多机系统中的ASVG(新型静止无功发生器)的自学习功能等。
2.FACTS和DFACTS
(1)FACTS概念的提出
在电力系统的发展迫切需要先进的输配电技术来提高电压质量和系统稳定性的时候,一种改变传统输电能力的新技术——柔流输电系统(FACTS)技术悄然兴起。
所谓“柔流输电系统”技术又称“灵活交流输电系统”技术简称FACTS,就是在输电系统的重要部位,采用具有单独或综合功能的电力电子装置,对输电系统的主要参数(如电压、相位差、电抗等)进行调整控制,使输电更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。这是一种将电力电子技术、微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统,以提高系统可靠性、可控性、运行性能和电能质量,并可获取大量节电效益的新型综合技术。
(2)FACTS的核心装置之一——ASVC的研究现状
各种FACTS装置的共同特点是:基于大功率电力电子器件的快速开关作用和所组成逆变器的逆变作用。ASVC是包含了FACTS装置的各种核心技术且结构比较简单的一种新型静止无功发生器。
ASVC由二相逆变器和并联电容器构成,其输出的三相交流电压与所接电网的三相电压同步。它不仅可校正稳态运行电压,而且可以在故障后的恢复期间稳定电压,因此对电网电压的控制能力很强。与旋转同步调相机相比,ASVC的调节范围大,反应速度快,不会发生响应迟缓,没有转动设备的机械惯性、机械损耗和旋转噪声,并且因为ASVC是一种固态装置,所以能响应网络中的暂态也能响应稳态变化,因此其控制能力大大优于同步调相机。
(3)DFACTS的研究态势
随着高科技产业和信息化的发展,电力用户对供电质量和可靠性越来越敏感,电器设备的正常运行甚至使用寿命也与之越来越息息相关。可以说,信息时代对电能质量提出了越来越高的要求。
电力系统综合自动化基本工作流程是,在相对中心地带的调控中心装置现代化的计算机,以此向四周辐射网络系统,围绕这一中心的发电厂、变电站之间则设置信息服务和反馈的远方监视控制装置,并时时进行监控,从而形成了一个立体化的网络覆盖面,形成全面的畅通的信息传达和指令传输,按所管辖功能范围分担和综合协调控制功能,以达到系统合理经济可靠运行目的的控制系统。
1.电力系统自动控制的基本要求
(1)迅速而正确地收集、检测和处理电力系统各元件、局部系统或全系统的运行参数。
(2)根据电力系统的实际运行状态和系统各元件的技术、经济和安全要求,为运行人员提供调节和控制的决策,或者直接对各元件进行调节和控制。
(3)实现全系统各层次、各局部系统和各元件间的综合协调,寻求电力系统优质供电、经济性和安全性的多目标的最优运行方式。
(4)电力系统自动控制不仅能节省人力,减轻劳动强度,而且还能减少电力系统事故,延长设备寿命,全面改善和提高运行性能,特别是在发生事故情况下,能避免连锁性的事故发展和大面积停电。
2.电力系统自动化技术探讨
(1)主动的对象数据库技术及其在电力系统自动监视与控制中的运用面向对象技术在软件的重用性、继承性、封装性、开放性及软件工程等方面带来革命性的影响,已经深刻影响软件系统开发与设计的各方面,如面向对象的分析、面向对象的设计、面向对象的编程等。新一代的电网调度自动化系统应该全面地采用面向对象技术,支持面向对象的标准。主动的对象数据库与一般的关系数据库相比,主要的优势在于主动功能以及对对象技术的支持。关系数据库要实现数据的判断(如数据发生变化,数据越限)以及数据的分析都是由外来程序完成的。而在主动的对象数据库中,利用数据库的触发子可以实现系统的监视功能,利用数据库中对象的函数可以实现系统的控制功能。由于引入触发机制以及对象技术,这就可以在数据库中实现自动监控,在节省数据读出和写入时间的同时,又充分地利用数据库对数据的管理功能,提高数据可靠性,维护数据的一致性,便于数据的共享等。随着数据库技术的发展,以及对监控系统中触发子和对象的函数功能的进一步研究,有望实现电力系统自动监视与控制的更加复杂的功能。
(2)现场总线控制系统。现场总线技术(FCS)实际上是将安装在工业过程现场的智能自动化仪表和装置与设置在控制室内的仪表和控制设备连接起来的一种数字化、串行、双向、多站的通信网络。现场总线技术将专用微处理器置人传统的测量控制仪表,使它们各自都具有了数字计算和数字通信能力,采用可进行简单连接的双绞线等作为总线,把多个测量控制仪表连接成的网络系统,并按公开、规范的通信协议,在位于现场的多个微机化测量控制设备之间以及现场仪表与远程监控计算机之间,实现数据传输与信息交换,形成各种适应实际需要的自动控制系统。
现场总线控制系统既是一个开放通信网络,又是一种全分布控制系统。它作为智能设备的联系纽带,把挂接在总线上、作为网络节点的智能设备连接为网络系统,并进一步构成自动化系统,实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及控管一体化的综合自动化功能。这是一项智能传感器、控制、计算机、数字通信、网络为主要能容的综合技术。在我国电力系统中,目前DCS系统得到广泛的应用。这种控制方式的实现需要通过传感器、变送器将所有被控设备的状态、电量、非电量信号收集到中央控制室的主控计算机上,然后在计算机上按照规定的数学模型进行计算、判断、进而向被控设备发出指令。其在本质上仍然为数字控制器与模拟变送器组成的模拟-数字混合系统,在电厂或变电站内受电磁干扰严重,难以达到严格的计算精度,并实施准确控制。另一方面,模拟变送器位于测控现场,而控制器位于集中控制室。这从构成控制系统的信号流的角度来看,在现场把被控参数转换为测量信号后,被送往位于集中控制室的控制器,再把所得到的控制信号由控制室送往现场的调节阀或控制电机。这样,即使是一个简单的回路控制系统,其信号的必经路径也将会很长,因而会引起许多弊端和隐患。将FCS引入电力系统将在根本上优化控制系统的各种性能。将整个生产过程的控制功能分散,为每个被控设备就地配备专用的底层前置控制计算机,这些专用的前置机根据控制要求负责管理被控设备的有关信息。这些信息经前置机处理后通过通讯接口由现场总线与上位计算机相联。此时上位机的任务已不再是全面监控所有设备,而是担负人机对话或向上级调度远传信息的任务。在上位机可以根据前置机上传的信息构造各种画面、图象、图表、曲线来直观地反映现场设备的运行情况。不仅前置机可以配合PLC根据所取的实时数据对被控设备实行必要的调节和控制,而且上位机也可以直接通过前置机对被控设备进行实时性不强的调节和控制,把控制功能下放到现场,仅由现场仪表就可以实现控制功能。这样无疑增强整个电力系统自动控制系统的可靠性和系统组织的灵活性。并且基于这种现场总线技术的系统,还可与其它计算机、节点通讯,构成高性能的控制系统。
1电力系统自动化的主要内容
针对电力企业的特点,实现电力系统的自动化应符合如下要求:快速、准确的收集、检测和处理电力系统各系
统、部件的运行技术参数。根据电力系统的实际运行状态和系统各部件的技术要求,为运行人员提供调控的指令,或能够自动对各部件进行调控。实现全系统分层次、分部分的综合调控,探索电力系统优质电力系统管理的最佳方式。电力系统实现自动化不仅能节省大量人力、物力、财力,而且还能降低电力系统事故的发生率,增加电力设备的使用寿命,综合提高和改善电力系统运行性能。
2几种电力系统自动化技术探讨
(1)主动的对象数据库技术及其在电力系统自动监视与控制中的运用面向对象技术在软件的重用性、继承性、封装性、开放性及软件工程等方面带来革命性的影响,已经深刻影响软件系统开发与设计的各方面,如面向对象的分析、面向对象的设计、面向对象的编程等。新一代的电网调度自动化系统应该全面地采用面向对象技术,支持面向对象的标准。
主动的对象数据库与一般的关系数据库相比,主要的优势在于主动功能以及对对象技术的支持。关系数据库要实现数据的判断(如数据发生变化,数据越限)以及数据的分析都是由外来程序完成的。而在主动的对象数据库中,利用数据库的触发子可以实现系统的监视功能,利用数据库中对象的函数可以实现系统的控制功能。
由于引入触发机制以及对象技术,这就可以在数据库中实现自动监控,在节省数据读出和写入时间的同时,又充分地利用数据库对数据的管理功能,提高数据可靠性,维护数据的一致性,便于数据的共享等。随着数据库技术的发展,以及对监控系统中触发子和对象的函数功能的进一步研究,有望实现电力系统自动监视与控制的更加复杂的功能。
(2)现场总线控制系统。现场总线技术(FCS)实际上是将安装在工业过程现场的智能自动化仪表和装置与设置在控制室内的仪表和控制设备连接起来的一种数字化、串行、双向、多站的通信网络。现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表,它作为智能设备的联系纽带,把挂接在总线上、作为网络节点的智能设备连接为网络系统,并进一步构成自动化系统,实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及控管一体化的综合自动化功能。这是一项智能传感器、控制、计算机、数字通信、网络为主要能容的综合技术。
在我国电力系统中,目前DCS系统得到广泛的应用。这种控制方式的实现需要通过传感器、变送器将所有被控设备的状态、电量、非电量信号收集到中央控制室的主控计算机上,然后在计算机上按照规定的数学模型进行计算、判断、进而向被控设备发出指令。其在本质上仍然为数字控制器与模拟变送器组成的模拟-数字混合系统,在电厂或变电站内受电磁干扰严重,难以达到严格的计算精度,并实施准确控制。另一方面,模拟变送器位于测控现场,而控制器位于集中控制室。这从构成控制系统的信号流的角度来看,在现场把被控参数转换为测量信号后,被送往位于集中控制室的控制器,再把所得到的控制信号由控制室送往现场的调节阀或控制电机。这样,即使是一个简单的回路控制系统,其信号的必经路径也将会很长,因而会引起许多弊端和隐患。
将FCS引入电力系统将在根本上优化控制系统的各种性能。将整个生产过程的控制功能分散,为每个被控设备就地配备专用的底层前置控制计算机,这些专用的前置机根据控制要求负责管理被控设备的有关信息。这些信息经前置机处理后通过通讯接口由现场总线与上位计算机相联。此时上位机的任务已不再是全面监控所有设备,而是担负人机对话或向上级调度远传信息的任务。在上位机可以根据前置机上传的信息构造各种画面、图象、图表、曲线来直观地反映现场设备的运行情况。不仅前置机可以配合PLC根据所取的实时数据对被控设备实行必要的调节和控制,而且上位机也可以直接通过前置机对被控设备进行实时性不强的调节和控制,把控制功能下放到现场,仅由现场仪表就可以实现控制功能。这样无疑增强整个电力系统自动控制系统的可靠性和系统组织的灵活性。并且基于这种现场总线技术的系统,还可与其它计算机、节点通讯,构成高性能的控制系统。
(3)光互连并行处理器阵列在电力系统自动控制和继电保护中的应用研究。光互连技术的特点:①光互连不受电容性负载的影响,其输入输出可根据需要具有很大灵活性。②光互连的扇出数主要受探测器功率限制。光互连既可解决无终端的电互连线受到临界线长度的限制的问题,又可解决有终端线受到沿该线输出端密度限制的问题,它可以在计算系统内部实现高性能互连。它以光速传递信息,可将时钟扭曲问题减小到最小程度。③光互连不受平面和准平面的限制,光在光波导中可以大于10°的交叉角相互交叉,自由空间光束可相互穿越而不相互作用,可提高系统集成度。
1.引言
现今,创新的自动化系统控制着复杂的工艺流程,并确保过程运行的可靠及安全,为先进的维护策略打造了相应的基础。
电力过程自动化技术的日新月异和控制水平的不断提高搜企网版权所有,为电力工业解决能源资源和环境约束的矛盾创造了条件。随着社会及电力工业的发展,电力自动化的重要性与日剧增。传统的信息、通信和自动化技术之间的障碍正在逐渐消失。最新的技术,包括无线网络、现场总线、变频器及人机界面、控制软件等,大大提升了过程系统的效率和安全性能。
2.电力自动化的发展
我国是从20世纪60年代开始研制变电站自动化技术。变电站自动化技术经过数十年的发展已经达到一定的水平,在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班,而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术,从而大大提高了电网建设的现代化水平,增强了输配电和电网调度的可能性,降低了变电站建设的总造价,这已经成为不争的事实。然而,技术的发展是没有止境的,随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟,以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用,势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响,全数字化的变电站自动化系统即将出现。
3.电力自动化的实现技术
现场总线(Fieldbus)被誉为自动化领域的计算机局域网。信息技术的飞速发展,引起了自动化系统结构的变革,随着工业电网的日益复杂工业自动化网版权所有,人们对电网的安全要求也越来越高,现场总线控制技术作为一门新兴的控制技术必将取代过去的控制方式而应用在电力自动化中。
4.无线技术
无线通讯技术因其不必在厂区范围内进行繁杂、昂贵的布线,因而有着诱人的特质。位于现场的巡视和检修维护人员借此可保持和集中控制室等控制管理中心的联系,并实现信息共享。此外,无线技术还具有高度灵活性、易于使用、通过远程链接可实现远方设备或系统的可视化、参数调整和诊断等独特功能。无线技术的出现及快速进步,正在赋予电力工业领域以一种崭新的视角来观察问题,并由此在电力流程工业领域及资产管理领域,开创一个激动人心的新纪元。
尽管目前存在多种无线技术汉阳科技,但仅有几种特别适用于电力流程工业。这是因为无线信号通过空间传播的过程、搭载的数据容量(带宽)、抗RFI(射频干扰)/EMI(电磁干扰)干扰性、对物理屏障的易感性、可伸缩性、可靠性,还有成本,都因无线技术网络的不同而不同。因此,很多用户都倾向于“依据具体的应用场合,来选定合适的无线技术”。控制用的无线技术主要有GSM/GPRS(蜂窝)、9OOMHzRadios、wi-Fi(802.lla/b/g)、WIMAX(802.16)、ZigBee(802.15.4)、自组织网络等,其中尤以Wi-Fi和WIMAX应用增长速度最快,这是因为其在带宽和安全性能方面较优、在数据集中和网络化方面具备卓越的安全框架、具有主机数据集成的高度灵活性、高的鲁棒性及低的成本。
5.信息化技术
电力信息化包括电力生产、调度自动化和管理信息化两部分。厂站自动化历来是电力信息化的重点,大部分水电厂、火力发电厂以及变电站配备了计算机监控系统;相当一部分水电厂在进行改造后还实现了无人值班、少人值守。发电生产自动化监控系统的广泛应用大大提高了生产过程自动化水平。电力调度的自动化水平更是国际领先,目前电力调度自动化的各种系统,如SCADA、AGC以及EMS等已建成,省电力调度机构全部建立了SCADA系统,电网的三级调度100%实现了自动化。华北电力调度局自动化处处长郭子明说,早在20世纪70年代华北电力调度局就用晶体管计算机调度电力,从国产1 2 1机到1 7 6机,再到176双机,华北电力调度局全用过,到1978年已经基本实现了电网调度自动化。
6.安全技术
电力是社会的命脉之一,当今人类社会对电力系统的依赖已到了难以想象的程度。电力系统发生大灾变对于社会的影响是不可估量的,因此电力系统最重要的是运行的安全性,但这个问题在全世界均未得到很好解决,电力系统发生大灾变的概率小但后果极其严重,我国电力系统也出现过稳定破坏的重大事故。由于我国经济快速发展的需求,电力工业将会继续以空前的速度和规模发展。随着三峡电站、西电东送、南北互供和全国联网等重大工程的实施,我国必将出现世界上最大规模的电力系统。
7.传动技术
实现变频调速的装置称为变频器。变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器(MCU/DSP)等部分组成。变频器作为节能降耗减排的利器之一,在电力设备中的应用已经极为广泛而成熟。对于变频器厂商而言,在未来三十年,变频器,尤其是高压变频器在电力节能降耗中的作用极为明显,变频器也成为越来越多电力行业改造技术的首选。
在业内,以ABB为首的电力自动化技术领导厂商,ABB建立了全球最大的变压器生产基地及绝缘体制造中心。自1998年成立以来,公司多次参与国家重点电力建设项目,凭借安全可靠、高效节能的产品性能而获得国内外用户的好评。其公司多种产品,包括:PLC、变流器、仪器仪表、机器人等产品都在电力行业中得到很好的应用。
8.人机界面
引言
由于现在电力的需求量非常巨大,传统的电力运行系统已经不再能够承担起如此负荷,各种影响正常运行的不利因素接二连三的出现,自动化技术的出现成为必然。电力自动化技术是一种综合性的技术,它是融合了网络通信技术、信息处理技术和电子技术并在此基础上发展而来的。自动化技术可以全程在线监控和管理电力系统,收集数据,排除故障,在保障电力系统能正常运行的基础上同时提高运行效率。
1电力系统自动控制的基本要求
各个行业的运行体制都要有一定的框架限制,没有这些基本要求工作很难做到有序高效,电力系统的自动化也不例外。要保障自动控制功能的有效实现必须要做好系统设定,主要体现在以下几个方面:(1)电力系统的自动化控制工作中最重要的一点就是对数据的收集和分析,所以必须要对电力系统整个系统、局部系统或者是各个元件运行中所有有价值的数据进行准确而迅速的收集、分析、检验和处理,通过分析参数更好地对运行过程进行监控,及时发现和跟踪数据的波动,保证能够在受控的条件下完成生产作业,消除因监控不力而出现的不必要的麻烦。(2)在保证生产的同时,还要注重于设备的保护,每个系统都是由若干个不同的控制单元构成的,我们要根据电力系统的不同部件和装备的不同运行状态,借助这些部件和装置的报警功能,及时发现故障并进行排除,消除不利因素,更好的保障生产的进行。(3)电力系统中采用自动化控制很大的一方面就是为了提高工作效率,提升原有的运转速度,因此必须要协调系统中的各个环节和单元,保证自动化控制过程的各个环节都合理运作,并做好环节与环节的衔接工作,保障整个电力系统畅通无阻的运行。(4)资源问题也是一个重要的问题,谁掌握了资源并能高效利用,谁就成功了一半。而资源主要包括物质资源和人力资源,因此企业要想获得最大效益,必须要控制好电力资源和人力资源的浪费问题,减少一些没有必要存在的繁复的工序。
2几种主要运用在电力系统中的自动化技术
(1)主动对象数据库技术。主动对象数据库技术通俗的说,就是在电力系统正常工作的前提下,有效地监测与利用数据参数,以此来提高系统的反应速度。主动对象数据库技术主要运用领域在自动监视与监控中。通过这种技术电力自动化系统可以根据自身的结构特点,改变模式,不断完善对数据和信息的处理,加强对生产过程的控制,更好地满足生产的需要。主动功能和对象对象技术是主动对象数据库技术对传统技术最大的改进与创新,它更具有针对性,更能满足自动化管理的需求,并且由于引进了触发机制和对象技术,可以使内部数据更为准确、及时地管理与处理。(2)现场总线技术。现场总线技术在电力系统自动化的运用中既能控制内部中心的仪器与装置,又能监测实际的施工现场,因此,它是一个全方位多角度的通信网络。在电力系统运行的过程中,它通过一系列的感应器很好地把设备与整体的线路构成一个有机的整体,同时将电压、电流、电阻等重要信息准确地传递到控制系统。现场总线技术最大的优点在于能够分散性地处理信息,在减少计算机负荷的同时大大地提高了电力系统的管理与控制能力。(3)光互连技术的应用。光互连技术在电力系统中应用的领域主要是机电保护和自动控制。光互连技术不仅能够提供如数据采集、数据记录、数据分析、表格打印等传统技术,还能提供各种高级功能,如电网分析、网络建模、处理人机界面等。光互连技术的优势在于其不会受电容性负载和准平面、平面的限制,具有很强的抗电磁干扰能力,这进一步保证了该技术能够提供更加精确的数据、更加清晰的画面,更有利于工作人员作出准确的判断分析。
3电力自动化技术的实际应用领域
(1)发电厂自动化。目前许多火力发电厂采用了电力自动化技术,主要包括:自动控制无功功率增减、经济分配有功负荷、远程控制计算机对站内机组的运行、自动调控母线电压的增减、对安全监测各种设备的运行并对站内各处进行应急控制。发电场中发电机组的安全运行十分重要,因此对所有设备的运行状态做好实时的控制与检测就必须运用远程计算机,通过整理分析监测系统收集到的的数据参数,得出发电厂运行的状态信息,以此来控制发电厂的正常安全运行。(2)供电系统自动化。供电系统的自动化主要体现在三个方面:一是由小型计算机构成的地方调度实时控制系统;二是负荷控制系统,通过自动化完成对声频与工频负荷曲线的准确描绘,并根据曲线波动来分析并处理电能的使用;三是为了方便实时监控电力系统,利用计算机和通信技术集中分析采集的信息并完成优化处理。(3)电网调度自动化。电网调度自动化是自动化技术在电网调度中的应用,主要通过计算机进行采集信息、计算工况、实时控制、测试稳定性等,来管理和检测电网系统。电网调度自动化的作用主要是通过对全网信息的收集与分析,预见可能发生的异常情况,及时采取措施进行调整,尽可能地降低突发危险的不良影响,确保电网运行安全稳定。
4结论
在现代生产生活中我们越来越离不开电力资源,随着经济技术的不断发展,人们对电力资源的使用需求变得更加多样、要求更加高端,为了使电力资源更好地满足社会发展的需求,自动化技术必须多样灵活地运用到电力系统的运作中。虽然今天大部分的电力系统都实现了自动化,但是人们不能就此满足,应该进行更多创新的尝试,使电子系统的运作更加低耗、更加高效,这不仅会壮大企业的收益,更会推动整个社会电力系统的完善与发展。
参考文献:
[1]石海青.电力自动化技术在电力工程中的应用研究[J].中国高新技术企业,2016(02):61-62.
随着国民经济的发展,人民生活水平的提高促使了用电量的不断增涨,与此同时对于电能质量、可靠性、安全性和稳定性也提出了新看法。在这种社会发展形势下,供电企业做好电力调度工作尤为关键,其调度自动化系统的应用也越来越发挥出其重大优势。
一、电力调度自动化系统分析
经过国内外社会发展实践表明,现代化电力系统管理的基础在于调度自动化,开展调度自动化工作可以有效的提高电力系统的安全性、经济性和稳定性,也有助于提高电能质量,增加企业经济效益和社会效益,同时达到电能高效利用的目的。
1、电力系统自动化
电力系统自动化主要指的是在工作中采用各种具备自动计数的监测设备、决策方案、控制功能的装置和通信信号系统来数据传输和管理的电力系统元件、系统组成来进行监控、调节、控制,以保障电力系统运行安全、高质、稳定运行,从而为人们生活和工作提供充足的电能。
2、电力调度自动化
截至目前,电力系统已成为社会发展中的核心环节,而电力调度自动化则是电力系统中最为关键的内容,也是电力系统自动化的一部分。在目前的社会发展中,我们常说的电力调度自动化主要指的是在工作中以计算机技术为核心、以信息技术为平台形成的电网监控调度自动化系统,其基本在构成按照功能和组成可以分为以下环节:
2.1、信息采集和命令执行环节
信息采集和命令执行子系统是整个电力调度系统中的初始阶段,是电厂、变电站运动终端的主要构成。而运动终端与主电站配合能够形成一个功能齐全、准确的数据采集系统,从而形成一个系统的实时参数,在遥信方面的主要功能在于采集并传送极端保护器的动作信息、参数和断路器的状态信息。
2.2.信息传输子环节
信息传输环节是实现电力调度自动化的主要设施,是信号传递媒介,一般在目前的工作中,按照信息传输子系统的通道结构我们可以将其分为模拟传输系统和数字传输系统两个不同组成环节。
2.3、信息收集、处理和控制环节
为了实现对电力系统调度自动化的管理和控制工作,在目前的管理工作中我们可以通过从技术标准、管理策略方面入手,为实现对整个电网进行监测和控制功能,需要在工作中收集分散在各个发电厂和变电站的实时信息,并对这些信息及时的加以归纳和总结,并将结构显示给调度员,产生相关的系统控制方法。
二、电力调度系统的自动化功能
通过对调度自动化系统进行开发利用和整理,使得电力公司调度系统能够形成一个信息可靠、畅通性能好、主站处理功能完善、监控功能合理的综合性整体,从而为电力系统的安全、经济、高效运行提供扎实的技术保障。
1、电力系统的监控功能
在目前的电力调度系统中,对电力系统进行监视和控制尤为关键,是为自动发电控制、经济调度、安全分析等高层次功能提供实时数据。其中监视主要是对电力系统运行信息的采集、处理、显示、告警和打印,以及对电力系统异常或事故的自动识别,向调度员反映电力系统实时运行状态和电气参数。而控制主要是指通过人机联系设备执行对断路器、隔离开关、静电电容器组、变压器分接头等设备进行远方操作的开环控制。
2、电力系统安全分析
电力系统安全分析主要内容是利用实时数据对电力系统发生一条线路、或一台发电机、变压器跳闸的假想事故进行在线模拟计算,以便随时发现每一种假想事故是否可以造成设备过负荷、以及频率和电压超出允许范围等不安全情况,是一系列以单一设备故障为目标而进行的在线潮流计算。
3、电力系统经济调度
电力系统经济调度是在满足安全、电能质量和备用容量要求的前提下,基于系统有功功率平衡的约束条件和考虑网络损失的影响,以最低的发电(运行)成本或燃料费用,达到机组间发电负荷经济分配且保证对用户可靠供电的一种调度方法。在调度过程中按照电力系统安全可靠运行的约束条件,在给定的电力系统运行方式中,在保证系统频率质量的条件下,以全系统的运行成本最低为原则,将系统的有功负荷分配到各可控的发电机组。经济调度一般只按静态优化来考虑,不计算其动态过程。
三、电力系统调度自动化技术在国外的应用
国外的电力系统调度自动化系统均是采用了RISC工作者,UNIX操作系统和国际公认的标准,主要有以下几种:
1、西门子SPECTRUM系统。该系统是由德国西门子公司基于32比特SUN点的SPACE或IBMMRS6000工作站硬件平台,引入软总线概念,服务器之间及内部各进程与实用程序问的信息交换实现标准化开发的。采用了分布式组件、面向对象等技术,广泛应用于配电公司、城市电力公司和工业用户。
2、CAE系统。该系统采用64比特ALPHAI作站、客户I服务器体系结构和双以太网构成的EMS硬件平台,选用分布式应用环境开发研制的,集DAC、SYS、APP、COM于一体。该系统功能分布于各节点,能有效地减少网络数据流,防止通信瓶颈问题。
3、VALMET系统。该系统适用于多种硬件平台,可连接SUN、IBM、PHA工作站。该系统包括实时数据、历史数据和应用软件三个服务器。
4、SPIDER系统。该系统是由ABB公司开发的,采用分布式数据库和模块化结构,可根据用户实际需求配置系统。它具有双位的遥信处理功能,使状态信号稳定性好,并有一套完整的维护工具。
四、电力系统调度自动化技术的发展趋势
随着计算机技术、通信技术、数据库技术等技术的快速发展,电力系统调动自动化技术应朝着模块化、面向对象、开放化、只能化合可视化等方面发展。
1、模块化与分布式。电力系统调度自动化系统软件设计的重要思想就是模块化和分布式。组件技术是一种标准实施的基础,能够实现真正的分布式体系结构,基于平台层解决数据交换的异构问题,是一种重要的电力系统调度自动化技术。
2、电力系统调度综合自动化。全面建立调度数据库系统,提高电力系统调度自动化的综合管理水平,使电力系统运行达到最优化,避免电力系统崩溃或大面积停电事故,提高电力系统的安全性和可靠性;建立并完善电气事故处理体系,使事故停电时间降到最短,降低各种不必要的影响。
五、结语
随着电力市场的引入,更多的市场参与者要求能够使用调度自动化系统进行信息上报和查询等操作,这就对智能调度系统的信息安全防护能力提出了更高的要求。尽管国家经贸委和电监会已经出台了相关技术规定,但是可以预计电力二次系统安全防护问题将面临更多的挑战。“智能调度”系统将能够满足客户在信息安全防护能力方面更高的需求。
中图分类号: F416 文献标识码: A
一、前言
实现电力系统中的配电自动化,既是新时代下社会各项事业不断发展的要求,也是电力系统不断完善改进的必然经过。在对配电自动化及其管理方面展开讨论之前,需要首先了解其概念及内容,及推行的难点所在。
二、配电自动化概念及内容
1.配网自动化概念
利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术与电力设备相结合,将配电网在正常及事故情况下的检测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起,集成了配电网SCADA系统、配电地理信息系统、馈线自动化、变电站自动化、需求侧管理、调度员仿真调度、故障呼叫服务系统和工作管理等一体化的综合自动化系统,改进供电质量,与用户建立更密切互动的关系,力求供电经济性最好,企业管理更为有效。配电自动化系统比输电网自动化系统简单而且投资少,其实正好相反。
2.配电自动化的内容
(一)变电站自动化。发展变电站综合自动化也是当前城网和农网建设和改造的基础环节之一。变电站是电力系统中不可缺少的重要环节, 它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务, 对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。尤其是现在大容量发电机组的不断投运和超高压远距离输电和大电网的出现, 使电力系统的安全控制更加复杂,如果仍依靠原来的人工抄表、记录、人工操作为主,依靠原来变电站的旧设备,而不进行技术改造的话,必然没法满足安全、稳定运行的需要, 更谈不上适应现代电力系统管理模式的需求。
(二)馈线自动化。馈线自动化是指配电线路的自动化。包括配电网的高压、中压和低压三个电压等级范围内的线路自动化。它是指从变电站的变压器二次测出线口到线路上的负荷之间的配电线路。等级馈线自动化有其自身的技术特点, 从结构到一次、二次设备和功能,与高、中压有很大的区别。馈线自动化系统的功能有:数据采集、处理系统具有控制操作、事故告警、报表、图形、数据库管理功能;负荷管理系统具有实时监测电网负荷情况,控制馈线负载,在配电网紧急情况下,对用电负荷进行监控,进行削峰、填谷,使电网负荷趋于平衡。电网事故情况下,自动切除、隔离故障区,完成非故障区域的恢复送电和重要负荷的转带及网络重构。
三、配电自动化系统的难点
1.配电自动化系统的测控对象为进线变电站、小区变电所、配电变电所、分段开关、并补电容器、用户电能表和重要负荷等,因此站点通常要有成百上千甚至上万点之多。这不仅对于系统组织会带来较大的困难,而且在控制中心的计算机网络上处理这么大量的信息,也是很不容易的,即使在图形工作站上,要想较清晰地展现配电的运行方式,就必须下更大的功夫。对于配电自动化系统的后台控制主机无论从硬件上还是软件上,较输电网自动化系统都有高得多的要求。
2.配电自动化系统中的站端设备具有更高的可靠性,因为配电自动化系统中有大量的站端设备不能工作在室内环境,因其工作环境恶劣对于这样的设备要考虑防雨、散热、防雷等因素。
3.由于配电自动化系统的站端设备数量非常多,会大大增加通信系统的建设复杂性,从目前成熟的通信手段看,没有一种方式能够单独满足要求,因此往往综合采用多种通信方式,并且通常采取多层集结的方式来减少通道数量和充分发挥高速信道的能力,这样就更增加了通信系统的难度。此外,在配电自动化系统内众多的站端设备中既有容量较大的开闭所 RTU和变电站 RTU,又有容量小的现场 RTU,而且对于现场 RTU往往还有设置定值、故障录波等更复杂的要求。
四、配电网自动化技术对工作模式的影响
1.隔离开关的故障处理
在电力系统中,隔离开关的主要功能是确保高压设备检修时的安全性。在高压设备检修时,要将所检修的设备与其他带电线路和设备断开,给检修人员提供绝缘的空间,以确保检修人员的人身安全。隔离开关能起到断电的作用,它是在变电站、输配电线路中与断路器配合使用的设备。但是,经过一段时间的运行之后,可能会使隔离开关发生故障,那么就要及时地对故障进行检修,一般隔离开关常见的故障有拒分合故障、控制回路故障、发热故障以及锈蚀故障等。拒分合故障一般是由于传动部件的卡涩和锈蚀所引发,所以必须增加对传动部件的保养和维护,定期的进行清洗和上油,并及时地更换损坏的部件。
2.调度运行的自动化
现今社会,用电的需求不断扩大,导致电网容量增加,设备数量增多,网络结构也变得十分复杂。由于设备定期的检修以及更换,使得设备停电检修的工作量大大增加,运行方式也随之改变。为了确保供电的可靠性和稳定性,实现配电网自动化技术,利用计算机、网路等先进自动化技术解决调度运行工作,使电网调度自动化,在电网的实时监控、故障处理、负荷预测和电网的安全、经济、稳定运行等方面,有着重要的作用。
3.潮流计算的应用
在运行的电力系统中,可以利用潮流计算来进行预知。当电源以及负荷发生改变,网络结构也发生改变时,就要研究和分析网络中的所有母线的电压是否能够确保在允许的范围之内,每个元件是否有可能发生负荷进而影响系统的安危。这就可以通过潮流计算,检测制定的网络规划方案是否可以达到运行方式的要求,倘若计算结果符合未来供电负荷增长的要求,就可以确保此方案的安全性,倘若不符合,就必须重新制定网络规划方案。
五、配电自动化管理
1.安全管理
实施电力系统配电自动化的安全管理,是为了能够使配电系统在发生故障之后所造成的影响降到最低。当发生了永久性故障的时候,首先应该辨识并且隔离发生故障的线路段,进而及时的重新构建配电系统,使非故障段能够在最短的时间之内恢复正常的供电。当一条线路的某个段发生故障的时候,馈电线断路器将自动跳闸并且自动重合一定次数,如果故障消失则能够重合成功,如果是永久性故障,馈电线断路器将再次跳开并且锁定在断开位置。电力系统的配电自动化系统通过对故障电流分布信息的分析,能够推求出故障的具置,而在电源已经切断的基础条件下,能够自动的打开有关的分段刀闸将故障段直接的实施隔离。
2.信息管理
对于电力系统配电自动化的管理来说,开展信息管理工作是整个配电自动化系统的基本功能,因为只有实施了信息管理,相关的信息才能够有效的被连续的采集并且更新。而信息系统的基本构成是一个不断更新的、紧紧跟踪配电系统状态的数据库,所以必须是配电系统的一个完整的、准确的以及及时记录;配电调度员或者是任何一项自动化功能都能够方便的存取数据。
3.加速电网建设的步伐
按照电网的规划,优先安排增加电网传输容量、提高电网安全和供电质量的项目,优化电网结构,满足合理的变压器容载比的要求。城市配电网要实现环网结构,提高互供能力。积极采用配电自动化技术。实施环网供电,馈线自动化,缩短故障隔离时间,缩小停电范围。对已经形成的配电网络应积极合理的装设线路分段设备、重合设备。
六、结束语
社会的不断发展,对于电力系统的配电自动化需求将会越来越高,只有未雨绸缪,积极进行相关研究,并制定出切实可行的提升措施,才能保证电力系统对各项需求的满足,才能更好地提升人们的生活水平,构造现代化的电力系统。
参考文献:
[1]侯方臣,程亮.浅探电力系统中配电自动化及管理[J].黑龙江科技信息. 2010年,第20期:55-56.
[2]裴文.浅探电力系统中配电自动化及管理[J].黑龙江科技信息.2011年,第21期:23-24.
中图分类号:F407.6 文献标识码:A 文章编号:
1 变电所实现自动化
1.1保护的功能类型
保护的类型包括:线路保护、出线保护、贯通线路保护、自闭线路保护、电容器保护、变压器保护等。另外,常用到的保护内容有:过电流保护、过电压保护、低频减载等。
1.2通信功能
所有通信,包括与上级站的通信,实现通信、遥控、遥调、故障录波数据上报等。此外,通信功能还可以作为调度自动化系统的数据的转发节点,向调度主站转发就近或其他自动化装置的数据,从而实现上通下达的作用。
1.3远动功能
变配电所实时监控,即远动功能,该功能包括遥测、遇信和遏调及故障报警、数据统计和计算、图形、生产报表、曲线等的描绘。
1.4管理功能
变配电所运行管理功能,包括运行状态、信息、变量、事件的监视、记录、存档、打印等功能保护管理功能,包括保护方式字和运行参数的读取、修改、存储、下载等。操作管理功能,包括操作闭锁、操作记录、操作管理等。设备管理功能,包括设备运行状态监视、统计及维修记录等。
2 配电网实现自动化
2.1实现目标
配电自动化实现的目标总得来说可以归结为以下几点:提高电网供电的可靠性,切实地提高电能的质量确实保护向用户提供不间断地优质电能;切实提高城乡电力网整体的供电能力;实现配电管理的自动化,为多项管理过程提供远程信息支持,从而改善服务;减少运行维护费用和各种损耗费用,从而实现配电网的经济运行;提高劳动生产率和管理水平;提高劳动生产 效 率及服务质量,为电力市场改革打下良好的技术基础。
2.2模式设计方案
2.2.1变电站主断路器与馈线断路器的配合,方案该方案由变电站出线保护开关和馈线开关相配合并由
两个电源形成供电换一个角度也就是说优化配网结构,推行配电网的相互衔接。变电站出线保护开关具有多次重合的功能,重合命令功能由微机来控制,线路开关具有自动操作和遥控操作两种功能,信开关具有自动操作和遥控操作功能。通信及远动装置事故信息、监控系统、由凯微机一次性完成。
2.2.2自动重合器方案
该方案是将两电源相连接的环网分成数段,每段线路,由相邻两侧的 重合器进行保护,当发生故障时由,由上级重合器断开故障开关。当任何一段发生故障时应使故障段两端重合器断开对故障进行隔离处理,线路分支线故障由重合器与分断器动作次数相配合来切除。
2.2.3馈线自动化模式
近距离也称就地控制模式,即利用重合器加分断器的方式来实现。计算机集中监控模式,即设立控制中心,馈线上各个自动终端采集的信息通过一定的通信通道远传回主站。在 有故障发生的情况下,由主站根据采集的故障信息进行分析判断切除故障段并恢复供电的方案。
就地与远方监控的混合模式,采用断路器,智能型负荷开关,并且各个自动化开关都具有远方通信的能力。这种方案可以及时,准确地切除各种故障,从而恢复非故障段线路的供电同时还可以接受远方的监控,配电网可以积极参与网络优化调整和非正常方式下的集中控制。
3 电力系统和电气自动化的研究方向
3.1智能保护与变电站综合自动化
该理论主要对电力系统保护的新原理进行了研究,将国内外最新的人工智能、综合自动控制理论、网络通信、自适应理、论微机新技术等应用于新型 的 继电保护装置中、使得新型继电保护装置具有智能控制的特点,从而大大提高了电力系统的安全水平。针对变电站自动化系统进行的多年研究研究人员发现 研制的分层分布式变电站综合自动化装置能够适用于45Kv~550Kv各种电压等级的变电站。
3.2 电力系统分析与控制
对在线测量技术实施相角测量、研究电力系统稳定控制理论与技 术、选择小电流接地选线方法、探讨电力系统振荡机理及抑制方法、研究发电机跟踪同期技术和调速控制、电网调度自动化仿真、电力负荷预测方法、研究基于柔性数据收集与监控的电网故障诊断和恢复控制策略、电网故障诊断理论与技术等。
3.3 配电网自动化
在中低压网络数字电子载波、配网的模型及高级应用软件、地理信息与配网一体化方面取得了重大的技术突破。其中,低压网络数字电子载波采用DSP数字信号处理技术,提高载波接收的灵敏度,真正解决了载波在配电网上应用的衰耗干扰等技术难题;高级应用软件配网的模型及高级应用软件将输电网的理论算法与配网实际运行结合起来,采用了最新国际标准公共信息模型;应用人工智能神经元算法进行负荷预测。
3.4 电力系统自动化实时仿真系统的应用该仿真系统在可提供大量实验数据的前提下,还可多种电力系统的暂态及稳态实验同步进行,还能用以协助科研人员测试新装置,且多种控制装置都能与其构成闭环系统,从而为灵活输电系统及研究智能保护的控制策略提供了一流的实验条件。
4电气自动化技术在电力系统中的应用
4.1计算机技术在电力系统自动化应用计算机控制技术在电力系统中起到了至关重要的作用。这是由于随着计算机技术的飞速发展,电力系统中用电等重要环节以及输电、发电、配电、变电环节都需要计算机技术的支撑,这样就会使得电力系统自动化技术同时得到了快速地发展。4.2智能电网技术的应用信息管理系统作为计算机技术中应用最为广泛的技术之一,电力系统自动化技术与计算机技术结合所形成针对整个全局进行智能控制的技术,也就是智能电网技术,是一个最具典型性的技术,涵盖了配电、输变电和用户以及调度、发电的各个环节。其中变电站自动化系统、稳定控制系统等被广泛应用到计算机
5结语
随着国民经济的快速增长,电力系统中电气综合自动化技术在变电领域已得到了普遍应用和发展,功能技术水平也已日益完善。而对于电力系统这个地域广阔、调度和运行复杂的系统来说,电气自动化应用大大提高整体运行程序的简化,也提高安全性,对电力系统也是一个很大的发展。
前言
在信息技术的带领下,自动化也扩大了使用的范围。在农业方面,可以自动的为农作物施肥,喷水。在工业方面,可以自动的生产,自动的进行包装。在电气方面,也慢慢的使用在我国的电力系统中。但在电力中的应用还不是很成熟,还有不足的地方需要去改正。怎样才能更好的在电力系统中使用自动化,现在还是一个谜团,等待着研究人员分析以后的结果。研究的主要对象要与实际的电网相结合,从而得到两者更匹配的结果。
1、电气自动化发展现状
电气自动化的发展离不开信息技术的发展,信息技术才使得电气自动化技术的产生,并且在其他的方面也运用的很广泛。据现实的情况而言,电气自动化技术的提高以以下几点为主。
高度信息化
当前我国电气自动化技术发展的高度信息化不仅表现在其技术、机器的使用等方面,而且在部门管理或者数据的处理等方面也实现了信息化。信息化技术的提高模糊了原本较为明确的设备界限,如控制系统的模糊化,同时与之相应的软件、通讯等方面要求更高了。由于电气自动化技术与电脑的发展技术是相关的,所以多媒体技术与信息技术的发展在电气自动化发展进程中占据很大的作用。
易于维护
正如前面所讲,电气自动化技术是与Internet的发展紧密联系的,计算机技术的一个优点就是其有较大的灵活性及能迅速地集成或提供信息,这也就使得电气自动化较以往的传统技术相比,更易于维护。
易于控制
电气自动化技术使用范围的增大,和它本身的容易控制的有点是密不可分的。随着经济的发展,市场的变化,电气自动化技术需要时刻的改变来适应变化,以便协调性的发展。例如:将马达和变压器用线连接起来,在作业时只需要控制这一根线,就可以控制其两者的操作,简单易实施。
2、电气自动化技术在电力系统中的应用
电气自动化技术离不开计算机,计算机是自动化技术的核心,所有自动化的工作都由计算机支配。以下是在电力系统中电气自动化技术的应用。
仿真技术
在电力系统中自动化技术日渐真态化,它不仅能够呈现大量的实验数据,而且可以支持多项操作同时进行,并能够帮助实验人员测试新的装置,同时能实施同步控制,所以仿真技术为电力系统提供了较好的实验条件,有助于对电力系统实施动态监控及仿真建模等技术的应用,既有利于操作又易于控制。
智能技术
电气自动化技术的引进加强了电力系统的控制技术。不仅是在操作方面,在电网的监控方面也提供不少的帮助。例如:一个地方的电网出现故障,通过电脑的监控就可得知,以最短的时间通知电力部门修复,降低危险的发生。
多项技术的集成
现代的自动化电力系统将多项技术集成一体,易于管理,又不会因为客户有不一样要求而达不到。与传统电力系统相比,有点在于可以提高电力系统的竞争意识。因为电气自动化的统一化可以对于不同的项目给予支持,统一的工作实践少于每个部门单独作业。
人工智能技术
电力系统中自动化技术不需要人工的操作,可以自动的对电网中出现的问题及时反应在计算机上,如果问题不是很大的话,自动化技术可以自动的对该故障进行解决。自动化技术的发展增强了电力系统的运作。
电网技术
电网技术的应用推动了电网技术一体化及其调度自动化的发展,而电网技术的一体化加强了电力系统中配电模型及高级软件等技术的发展,同时提高了数字信息技术处理能力。电网调度自动化的发展是电力系统自动化的主要组成部分,而调度自动化的发展与计算机技术的发展也是息息相关的。
3、电子自动化技术的未来发展走向
全控型电子开关技术的应用
在以往的电力控制开关中我国采用的是半控型晶闸管,该开关控制的缺点在于不能对整个电路实施很好控制,而全控型电子开关技术如IGBT这一技术,其不仅电流密度大且开关速度相较其他电子开关较低,而且整个电路相对简单,无论在维修还是处理等方面都较便捷。
变换器电路的发展逐渐高频化
变换器电路的发展的趋势是逐渐高频化,高频率和低频率相比,优点在于许多干扰因素无法到达高频,对电路没有影响。而且低频化电力在开关过程消耗的也比高频化电力消耗的多。
电流控制技术的发展
电流控制技术的发展主要体现在将定子电流的磁场分开,将各磁场加以控制。但是这种控制技术的发展离不开坐标变化的发展,这种技术的发展加强了电流控制技术的管理,这是一种新颖的管理手段,不仅其结构较为简单,且手段较为直接,是一种有效的动态交流方法。
通用变电器的大量使用
所谓通用变电器指的是中小功率在400kVA以下的变频器。当前使用的较为普遍的是没有跳闸的变频器,通用变电器使得自动化控制更为简单,易于操作,因为如果在整个电力系统中采用通用变电器,无论是计算机网络的总体控制,还是各线路数据的管理、控制、处理等阶段与传统使用的变电器相比较都要容易。
4、结语
综上所述,电气自动化技术的发展对于电力系统是非常关键的。电力系统是一个较为复杂的系统,光靠人为的操作是不足够的。而自动化技术可以简化电力系统,在控制,操作,和处理问题时就变的容易。使用自动化可以减小人们的劳动时间,反应问题的时间也短,降低损失。而对自动化技术而言,最重要的就是计算机的使用,信息技术是否发达决定着计算机的灵敏程度,计算机的灵敏度越高,自动化就越快,电气系统的发展才会更顺利。虽然电气自动化技术在我国的电力使用中还不是很成熟,但是在我国科研人员的努力下,就会不断的将这门技术发展。
参考文献
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)15-0168-01
在我国电力系统中电气自动化已经有50多年的发展历程,在电气自动化发展前期,我国电力系统中并没有得到大力发展,致使我国国电气自动化的综合能力与其他发达国家存有一定差距。随着我国进入世贸组织以后,经济水平、科技水平不断提升,电气自动化在电力系统应用中优势愈加凸显,近年来已经进入到新的发展阶段。
1 电气自动化技术的发展
1.1 变换器电路的发展
近年来电力电子技术日渐成熟,电力电子元件更新速度得到了极大的提升,基于此,变换器电路也得到了极大改变。在使用普通晶闸管的过程中,因其具有交流变频的特性,直流电路在电力系统中其运行状态一直保持在交-直-交交替变换中。
但新型电力电子技术的出现,如第二代电力电子器件中不再使用普通晶闸管,而是采用了PWM变换器,进而提升了电力系统的功率因素,并有效解决了低频区电动机产生转矩脉动的情况,其缺点主要有震动噪音大等。
震动噪音大在一段时间内一直是技术人员难以解决的技术难题,直到直流环逆变器被Divan教授(美国威斯康星大学)研发出来后,才对这一问题进行了有效解决。直流环逆变器的出现达到了电子器件功能灵活转换的目的,实现了零电流、零电压情况下的有效转换,并对开关消耗进行了彻底的清除。因此有效降低了整个系统的运作成本,同时逆变器尺寸也得到了降低,并对逆变器的集成化程度有了极大提升。
1.2 全控型电力电子开关的发展
以晶闸管为主体的第一代电力电子器件在20世纪50年代后期诞生,这种半控型器件的产生象征着自动化控制步入到一个新的发展时期。伴随电力电子技术的不断改进,形成了系列式、全控类型的电力电子器件,其代表性电子器件主要有:GTO、GTR、MOSTEFT,新型电子器件的产生象征着着电力电子器件已经更新到第二代。其第三代中最具代表性的电子器件是IGBT。各种电子器件有着不同的的额定电流、电压和开关时间,因此每个电子器件的应用范围也随着发生了改变。
可关断晶闸管其简称为GTO(Gate-Turn-Off Thyristor),又被叫做门控晶闸管。其优点主要是当门极加负向触发信号时晶闸管能自行关断,其缺点是在使用过程中GTO具有极低的关断增益,因此需要增加关断驱动电路的功率。
电力晶体管可以简单称作GTR(Giant Transistor),是一种双极型大功率高反压晶体管,因为大功率的特点又被叫做巨型晶体管。又因其具有较低过流能力、较小热容量等原因,在配备驱动电路及保护电路时,使用者可以依据其特性进行准确配置。
1.3 智能保护及综合自动化技术的发展
依据电气自动化的发展要求,我国该方面的工作人员增强了对电力系统继电保护的研发,在研究过程中根据我国电力自动化技术的实际情况并借鉴国外先进技术知识对其进行了改进,并在电力系统继电保护装置中得到了广泛应用。如:人工智能、综合自动控制理论、模糊理论、自适应理论以及网络通信、微机技术等,进而将智能化应用到新型保护装置中,极大地提升了电力系统的安全、可靠性。
1.4 电力系统配电网自动化技术的发展
电力系统的组成主要有三大部分:发电、输电及配电。城乡配电网改造建设服务中配电自动化技术是其最主要地技术,将电力设备和电力电子技术、网络通信技术等进行紧密结合,同时应用配电网递归虚拟流算法进行潮流计算,在负荷预测中采用现代人工智能灰色神经元算法进行计算。
2 电力系统中电气自动化的现状
因经济实力和科技水平的长期制约我国电气自动化发展初期并没有得到较好地发展空间。随着社会主义市场经济的迅速发展及科学技术水平的不断提升,电气自动化技术在我国电力系统发展中得到了极大地发展,应用范围也随着不断扩大。尤其是IEC61131的颁布、OPC技术的出现和信息时代的到来,使计算机网络技术得到了广泛应用,与此同时,我国电力系统中电气自动化技术得到了极大地发展空间。但在电气自动化高速发展的同时,也伴随着诸多问题,主要有以下几种。
2.1 电气自动化系统维护差
现阶段我国电力系统中电气自动化系统主要以WindowsNT、Internet Explore作为其系统构成的主要技术,这些技术在电气自动化的发展历程中操作规范、执行语言及平台建立都已呈现出标准化。随着科技水平的不断提升,完善的电气自动化系统更受企事业单位的欢迎,因此扩大了其应用范围,为维护电气自动化系统提供了便利。
2.2 分布式控制
分布式控制系统又叫做分散控制系统,在控制生产过程中由多台计算机分别对控制回路进行有效控制,又能对数据信息进行集中获取、集中管理及集中控制的自动控制系统。分布式控制系统应用的主要目的就是对各个组成部分的运行进行有效调节及控制,并妥善处理线路和设备、设备和设备之间的联系。
2.3 IEC61131标准的应用
在颁布IEC61131标准之前,因为每个生产厂商采用的标准都不统一,致使各个元器件的型号、使用功能、定义方式都有所不同,自动化系统元器件市场乱象由此而生,这种情况的存在严重影响了各个元器件的应用组合,同时也增加了管理的难度。自IEC61131标准应用后,这种现象得到了极大的改善,增强了电气自动化技术的使用性。
3 电力系统中电气自动化的发展方向
伴随第三次科技革命的大量应用,电气自动化以其独特地优势在电力系统中占据着首要地位,并得到了广泛地应用。在电气自动化应用范围内,不仅能够和新型科技密切配合,在工业生产中也得到了大量应用。随着我国电力事业的快速发展,给电力自动化技术的发展带来了极大地发展。
我国电力系统中电气自动化已经有50多年的发展历程,在电气自动化发展前期,在我国电力系统中并没有得到大力发展,致使我国国电气自动化的综合能力与其他发达国家存有极大差距。基于此,随着电气自动化的不断发展,必须依据我国电力系统发展的具体状况和电力行业的要求,结合发达国家的先进技术和理论知识,对我国电力系统的电气自动化技术进行不断革新,实现我国电气自动化技术的快速发展,促进我国电力事业及国民经济的迅速发展。
4 结语
近年来,随着科技水平的不断提升,我国电气自动化已经取得了较、大的发展,尤其是信息时代的到来及新型电力电子器件的大量运用,促使我国电气自动化水平得到了极大的提升。
参考文献